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反物質(zhì)研究重大成果:科學(xué)家制成5萬個反氫原子

2002年09月19日 09:36

  中新網(wǎng)9月19日電:據(jù)科技日報報道,歐洲核子研究中心物理學(xué)家人工制成至少5萬個反氫原子,記者電話采訪了在該研究中心工作的丹麥奧爾胡斯大學(xué)物理學(xué)教授杰弗里.漢格斯特。

  據(jù)介紹,約140億年前宇宙誕生時,產(chǎn)生了大體相等的物質(zhì)和反物質(zhì),可是實際上科學(xué)家并未探測到那些反物質(zhì)。它們到哪里了?

  現(xiàn)在有兩種解釋,一種認為在宇宙的某些地方存在著由反物質(zhì)組成的星系;另一種推測宇宙誕生時產(chǎn)生的物質(zhì)比反物質(zhì)多了一點,物質(zhì)與反物質(zhì)相互湮滅后,剩下的物質(zhì)就構(gòu)成了現(xiàn)在的宇宙。

  由于科學(xué)家目前對反物質(zhì)了解甚少,因此對宇宙誕生和演化以及物質(zhì)世界構(gòu)成等問題很難深入研究。

  為探索反物質(zhì)之謎,目前科學(xué)家采取了兩種途徑:一是在自然界中尋找反物質(zhì);二是在實驗室中制造反物質(zhì)。

  在自然界中尋找反物質(zhì)難度很大,近年來科學(xué)家嘗試在實驗室中制造反物質(zhì)。1995年歐洲核子研究中心的科學(xué)家在世界上制成第一批反物質(zhì)———反氫原子,從而揭開了人類研制反物質(zhì)的新篇章。

  實驗中,科學(xué)家利用加速器,將速度極高的負質(zhì)子流射向氙原子核,由于負質(zhì)子與氙原子核相撞后會產(chǎn)生正電子,如果剛誕生的一個正電子恰好與負質(zhì)子流中的另外一個負質(zhì)子結(jié)合,就會形成一個反氫原子。

  在累計15小時的實驗中,他們共記錄到9個反氫原子存在的證據(jù)。1996年,美國費米國立加速器實驗室制造了7個反氫原子。

  漢格斯特說:“大量的反氫原子看起來像玻璃狀物質(zhì),使我們能驗證基本粒子物理學(xué)理論———“標(biāo)準(zhǔn)模型”的一些假設(shè)。如果反氫原子的行為與預(yù)期不一樣,則需要對標(biāo)準(zhǔn)模型進行修正。”

  他還說:“以前也曾制造出反氫原子,但卻沒有這次制造的數(shù)量大。此外,這也是第一次在低能情況下制造出大量反氫原子!

  當(dāng)記者問及合成大量反氫原子的意義時,他介紹說:“制造出相當(dāng)數(shù)量的反氫原子,可使我們從光譜學(xué)上對氫和反氫進行比較。標(biāo)準(zhǔn)模型認為,它們應(yīng)該是完全相同的。由于氫是人們在物理學(xué)中了解得最詳細的一種原子,因此從理論上講,人們便能對標(biāo)準(zhǔn)模型進行很精確的驗證。”

  他還說:“明年初該研究中心將開始進行標(biāo)準(zhǔn)模型的驗證工作!币苍S到那時,這一基本粒子的傳統(tǒng)理論將得以印證,從而加深人們對宇宙誕生和演化的了解。


 
編輯:李艷敏
 

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